УДК: 621.382.396
БОБРЕШОВ А.М. АВЕРИНА Л.И.,

ХРИПУШИН А.В.
НЕЛИНЕЙНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БИПОЛЯРНЫХ СВЧ
ТРАНЗИСТОРОВ С ГЕТЕРОПЕРЕХОДОМ
Воронежский Государственный Университет,
3940хх, Россия, Воронеж, Университетская площадь 1.
Биполярные транзисторы с гетеропереходом (БГТ) из-за мало-
сти коэффициента шума, большого коэффициента усиления и высокой
линейности используются как в малошумящих усилителях (МШУ), так
и в усилителях мощности СВЧ диапазона. В работе ставилась задача
проанализировать влияние режима работы БГТ по постоянному току
на его параметры электромагнитной совместимости. Для расчета не-
линейных характеристик использовался аппарат функциональных ря-
дов Вольтерра.
Для расчета нелинейных характеристик транзистора он должен
быть представлен в виде эквивалентной схемы с сосредоточенными
параметрами. На рис. 2 приведена эквивалентная схема БГТ, наиболее
точно описывающая его нелинейные свойства.

Рис. 2 Нелинейная модель БГТ.
Здесь - сопротивление эмиттера, Rб - сопротивление базы,
Rк - сопротивление коллектора. Эти сопротивления являются линей-
ными компонентами. Нелинейными элементами в модели являются
источники тока базы и коллектора iк, а также емкости база-эмиттер
Cбэ и база-коллектор Cбк. Для определения элементов эквивалентной
схемы использовалась аналитическая модель БГТ, связывающая их с
конструктивными, электрофизическими параметрами транзистора. Для
возможности применения метода рядов Вольтерра нелинейные эле-
менты представляются в виде разложения в ряд Тейлора в окрестности
рабочей точки.

2
3
i = i U + i U
+ i U
б
б1
бэ
б 2
бэ
б3
бэ
2
3

i = i U + i U
+ i U

к
к1
бэ
к 2
бэ
к3
бэ
2
С = С + С U + С U
бэ
1
бэ
бэ
бэ
бэ
бэ
2
С = С
+ С U + С U
бк
бк1
бк
кб
бк
кб
Нелинейное моделирование и расчет характеристик БГТ прово-
дился на частоте 10 ГГц. Рассчитывались коэффициент усиления, ди-
намический диапазон по блокированию (при КБЛ = -3 дБ) и динамиче-
ский диапазон усилителя по интермодуляции 3-го порядка на частоте
2f1-f2 (при Ринт= -40дБВт) в зависимости от приложенных постоянных
напряжений, определяющих режим его работы.
На рис. 3 показаны зависимости коэффициента усиления (а),
верхней границы динамического диапазона по блокированию (б) и
верхней границы динамического диапазона по интермодуляции (в).
Эти же характеристики так же рассчитывались методом гармоническо-
го баланса для модели Гуммеля-Пуна. Характер исследуемых зависи-
мостей получился аналогичным.
Проведенные исследования показывают, что существует воз-
можность выбора оптимального режима работы БГТ с точки зрения
помехозащищенности.

а)


б)

в)
Рис 3. Нелинейные характеристики БГТ



Document Outline